CN217532590U - 一种自动拔枪的汽车充电机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动拔枪的汽车充电机器人，涉及汽车充电领域。包括置于空中轨道上的机器人；机器人的底端设置有驱动机器人在空中轨道上移动的轨道传动组件；机器人的底端连接有连续型机械臂；连续型机械臂的底端设置有充电枪，充电枪上设置有拔枪结构；机器人的底部设置有容纳连续型机械臂和充电枪的收纳仓；连续型机械臂包括若干节机械臂单元和姿态控制组件。通过机器人在空中轨道上移动将连续型机械臂和充电枪运送至停车场中停放需要充电的车辆处，通过手动的方式将充电枪插入汽车的充电口中，无需在机械臂上设置大量的传感器，有效节省成本。通过拔枪结构，能够有效及时地响应其他车辆的充电需求，增加停车场整体的充电效率。

Description

一种自动拔枪的汽车充电机器人

技术领域

本实用新型涉及汽车充电领域，具体涉及一种自动拔枪的汽车充电机器人。

背景技术

为满足电动汽车的充电需求，我国公共充电桩保有量不断增加，但充电难、车桩比例不平衡等问题仍是新能源汽车发展的阻碍之一。一方面，部分地区不科学布桩导致充电桩闲置现象严重，不少充电桩因年久失修，配套设备老化无法正常使用；另一方面，燃油车占位、电车不充电占位现象严重，导致本就“稀缺”的充电桩资源更加难以获取。充电桩的电缆铺设需要对停车场的基建进行改造，且在充电技术更新换代后难以拆除。建设成本和维护成本较高。

现有电动汽车自动充电设备大多是以传统工业机械臂和轮式移动机器人为基础，存在以下问题：(1)轮式移动机器人定位精度有限，加之电动汽车车主停车方式与操作技术的差异，每辆车相对于停车位的停靠位置都会存在一定程度的不同，不同品牌、型号的车端充电插座在电动汽车上的位置也有所区别，使得定位问题尤为突出，解决时需要使用大量的传感器，徒增成本。(2)传统工业机械臂结构刚度大、负载能力强、控制精度高，在移动机器人定位较准确的前提下，能很好的实现插拔枪。但伴随工业机械臂高性能而来的也有高成本，因此直接套用工业机械臂会带来高成本和过剩的性能。(3)传统轮式移动机器人多采用内置电源，应用在汽车充电领域时，需通过自身储能实现对电动车辆的充电。但在频繁充放电后，移动充电机器人自身携带的储能单元电池会很快进入寿命衰减期，随之而来的就是电池容量衰减，充电效率降低。这会造成机器人使用成本增大，也会因废弃电池给环境保护带来压力。(4)充电桩的建设或轮式移动机器人需要占用停车场的占地面积，本就狭小的停车空间被占用，容易阻挡旁边车辆车门的开启，使用体验较差。

实用新型内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型提供了一种成本低、效率高的自动拔枪的汽车充电机器人。

为达到上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案为：

提供一种自动拔枪的汽车充电机器人，其包括置于空中轨道上的机器人；机器人的底端设置有驱动机器人在空中轨道上移动的轨道传动组件；机器人的底端连接有连续型机械臂；连续型机械臂的底端设置有充电枪，充电枪上设置有拔枪结构；机器人的底部设置有容纳连续型机械臂和充电枪的收纳仓；连续型机械臂包括若干节机械臂单元和姿态控制组件。

通过机器人在空中轨道上移动将连续型机械臂和充电枪运送至停车场中停放需要充电的车辆处，通过手动的方式将充电枪插入汽车的充电口中，无需在机械臂上设置大量的传感器，有效节省成本，降低传感器感应错误导致的机械臂破坏汽车的几率；通过拔枪结构，在对车辆充电充满后能够自动完成拔枪动作，拔枪动作完成后，在连续型机械臂的作用下，充电枪收纳至收纳仓中，不会与周边的车辆、人员发生磕碰；同时能够有效及时地响应其他车辆的充电需求，避免充电枪占用，增加停车场整体的充电效率。

收纳仓的设置一方面，将机械臂和充电枪收纳进收纳仓能够避免在机器人移动的过程中与行人或车辆发生磕碰；另一方面，避免机械臂和充电枪长期处于外界环境，保护机械臂和充电枪，增加机械臂和充电枪的使用寿命；其次机械臂和充电枪收纳后整个停车场整洁、美观。

进一步的，连续型机械臂和充电枪之间设置有拉力传感器。拉力传感器的设置使连续型机械臂在充电过程中始终处于较为绷直的状态，不会对汽车的充电口进行拉扯的同时使连续型机械臂不会影响周边的行人或车辆通过。

进一步的，姿态控制组件包括相互平行且不少于三根的控制绳，若干控制绳均穿过所有机械臂单元，且控制绳与机械臂单元滑动配合；连续型机械臂远离机器人的一端设置有机械臂底部单元；若干控制绳均与机械臂底部单元固定连接；若干控制绳靠近机器人的一端均连接有收缩装置，所有收缩装置均设置在机器人的内部。

通过收缩装置与控制绳控制连续型机械臂的姿态完成充电枪的回收；整个连续型机械臂的驱动装置少，能够有效减少机械臂成本，便于对本机器人的推广使用。

进一步的，轨道传动组件包括横向传动结构和纵向传动结构；横向传动结构包括对称设置在机器人两侧的两个升降机构，两个升降机构的底端均设置有横向传动轮组；横向传动轮组包括不少于两个与空中轨道配合连接的横向传动轮；纵向传动结构包括对称设置在机器人两侧的两个纵向传动轮组；纵向传动轮组包括不少于两个与空中轨道配合连接的纵向传动轮；纵向传动轮组和横向传动轮组间隔设置在机器人底端的四周。

进一步的，拔枪结构包括设置在充电枪的充电头靠近连续型机械臂的一端的伸缩组件；伸缩组件包括设置在充电枪中容纳充电头的伸缩空间，伸缩空间内设置有平行于充电头的电动伸缩杆，电动伸缩杆的一端与充电头固定连接；电动伸缩杆的另一端与伸缩空间的侧壁固定连接。

进一步的，拔枪结构包括与充电枪的充电头平行设置的电动伸缩抵杆；电动伸缩抵杆大于等于两个，若干电动伸缩抵杆均匀间隔设置在充电头的两侧。

进一步的，机器人的底端还设置有为汽车充电的电源插头；电源插头与机器人内部的汽车充电模块电连接，充电枪与汽车充电模块电连接。

通过机器人到达充电位置后，将电源插头插入空中轨道或空中轨道支撑架上设置的泊车插座，通过充电模块和充电枪对汽车供电，取消机器人内置的为汽车供电的储能电池，能够有效减少成本，降低环境污染。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过机器人在空中轨道上移动将连续型机械臂和充电枪运送至停车场中停放需要充电的车辆处，通过手动的方式将充电枪插入汽车的充电口中，无需在机械臂上设置大量的传感器，有效节省成本，降低传感器感应错误导致的机械臂破坏汽车的几率；通过拔枪结构，在对车辆充电充满后能够自动完成拔枪动作，拔枪动作完成后，在连续型机械臂的作用下，充电枪收纳至收纳仓中，不会与周边的车辆、人员发生磕碰；同时能够有效及时地响应其他车辆的充电需求，避免充电枪占用，增加停车场整体的充电效率。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为连续型机械臂的立体结构示意图；

图3为图2中A处的放大示意图；

图4为实施例1的充电枪的剖视示意图；

图5为实施例2的充电枪的立体结构示意图。

其中，1、机器人；2、连续型机械臂；3、充电枪；4、电动伸缩抵杆；5、升降机构；6、横向传动轮；7、纵向传动轮；8、伸缩空间；9、电动伸缩杆；10、机械臂单元；11、控制绳；12、充电头。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。

实施例1

如图1所示，一种自动拔枪的汽车充电机器人，其包括置于空中轨道上的机器人1；机器人1的底端设置有驱动机器人1在空中轨道上移动的轨道传动组件；机器人1的底端连接有连续型机械臂2；连续型机械臂2的底端设置有充电枪3，连续型机械臂2和充电枪3之间设置有拉力传感器。充电枪3上设置有拔枪结构。机器人1的底部设置有容纳连续型机械臂2和充电枪3的收纳仓。充电枪3采用国标的的七孔充电头。如图2-3所示，连续型机械臂2包括若干节机械臂单元10和姿态控制组件，姿态控制组件包括相互平行且不少于三根的控制绳11，若干控制绳11均穿过所有机械臂单元10，且控制绳11与机械臂单元10滑动配合；连续型机械臂2远离机器人1的一端设置有机械臂底部单元；若干控制绳11均与机械臂底部单元固定连接；若干控制绳11靠近机器人1的一端均连接有收缩装置，所有收缩装置均设置在机器人1的内部。机器人1的底端还设置有为汽车充电的电源插头；电源插头通过电动旋转结构安装在机器人1底端，泊车插座设置在空中轨道的侧面，机器人1移动至泊车插座处的空中轨道后，电动旋转结构工作将电源插头插入泊车插座中；完成为汽车的充电后，电动旋转结构将电源插头从泊车插座中拔出；电源插头与机器人1内部的汽车充电模块电连接，充电枪3与汽车充电模块电连接。

如图4所示，拔枪结构包括设置在充电枪3的充电头12靠近连续型机械臂2的一端的伸缩组件；伸缩组件包括设置在充电枪3中容纳充电头12的伸缩空间8，伸缩空间8内设置有平行于充电头12的电动伸缩杆9，电动伸缩杆9的一端与充电头12固定连接；电动伸缩杆9的另一端与伸缩空间8的侧壁固定连接。电动伸缩杆9在车辆充电时处于伸长状态，当需要拔枪时，电动伸缩杆9收缩，带动充电头12收缩至伸缩空间8中完成拔枪动作。

机器人1的底端设置有轨道传动组件；轨道传动组件包括横向传动结构和纵向传动结构；横向传动结构包括对称设置在机器人1两侧的两个升降机构5，两个升降机构5的底端均设置有横向传动轮组；横向传动轮组包括两个与空中轨道配合连接的横向传动轮6；纵向传动结构包括对称设置在机器人1两侧的两个纵向传动轮组；纵向传动轮组包括两个与空中轨道配合连接的纵向传动轮7；纵向传动轮组和横向传动轮组间隔设置在机器人1底端的四周。机器人1内部设置有为连续型机械臂2、轨道传动组件和电动旋转结构供电的蓄电池。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于如图5所示，拔枪结构包括与充电枪3的充电头12平行设置的电动伸缩抵杆4；电动伸缩抵杆4有三个，其中两个电动伸缩抵杆4位于充电头12带有平面的一侧，剩余的一个电动伸缩抵杆4位于从点头的另一侧。本实用新型的其他实施例中，电动伸缩抵杆4的数量还可以为2、4或5等。电动伸缩抵杆4在充电枪3充电时处于收缩状态，当需要拔枪时，电动伸缩抵杆4伸长将充电头12从汽车充电口抵出，完成拔枪。

本实用新型的工作原理及使用流程：

停车场上设置有纵横框架分布的空中轨道；位于停车位的车辆需要充电时，机器人1通过轨道传动组件沿空中轨道行进至停车位的上方；机器人1行进过程中，机器人1需要横向移动时，升降机构5下降，使得横向传动轮6接触空中轨道，而纵向传动轮7悬空不与空中轨道接触；横向传动轮6带动机器人1横向移动；机器人1需要纵向移动时，升降机构5上升，使得纵向传动轮7接触空中轨道，而横向传动轮6悬空不与空中轨道接触；纵向传动轮7带动机器人1纵向移动。

机器人1到达指定位置后，电动旋转结构控制电源插头插到空中轨道上设置的泊车插座上，接着收缩装置调节连续型机械臂2姿态，从而使连续型机械臂2控制充电枪3从收纳仓中下降，车主手持充电枪3将充电枪3插入汽车的充电口；车主在拉动充电枪3时，拉力传感器感应充电枪3与连续型机械臂2之间的拉力大小，当拉力过大时，连续型机械臂2伸长，从而使得连续型机械臂2在满足对汽车充电的过程时，整个连续型机械臂2处于较为绷直的状态，连续型机械臂2不会磕碰到车辆周边的行人、其他车辆或其他物品。

当车辆充电完成后，拔枪结构工作使充电枪3从汽车充电口脱离，同时，连续型机械臂2上升将连续型机械臂2自身和充电枪3收纳至容纳仓中，不会与周边的车辆、人员发生磕碰。

Claims (7)

1.一种自动拔枪的汽车充电机器人，其特征在于，包括置于空中轨道上的机器人(1)；所述机器人(1)的底端设置有驱动机器人(1)在空中轨道上移动的轨道传动组件；所述机器人(1)的底端连接有连续型机械臂(2)；所述连续型机械臂(2)的活动端设置有充电枪(3)，所述充电枪(3)上设置有拔枪结构；所述机器人(1)的底部设置有容纳连续型机械臂(2)和充电枪(3)的收纳仓；所述连续型机械臂(2)包括若干节机械臂单元(10)和姿态控制组件。

2.根据权利要求1所述的自动拔枪的汽车充电机器人，其特征在于，所述连续型机械臂(2)和充电枪(3)之间设置有拉力传感器。

3.根据权利要求1所述的自动拔枪的汽车充电机器人，其特征在于，所述姿态控制组件包括相互平行且不少于三根的控制绳(11)，若干所述控制绳(11)均穿过所有机械臂单元(10)，且所述控制绳(11)与机械臂单元(10)滑动配合；所述连续型机械臂(2)远离机器人(1)的一端设置有机械臂底部单元；若干所述控制绳(11)均与机械臂底部单元固定连接；若干所述控制绳(11)靠近机器人(1)的一端均连接有收缩装置，所有所述收缩装置均设置在机器人(1)的内部。

4.根据权利要求1所述的自动拔枪的汽车充电机器人，其特征在于，所述轨道传动组件包括横向传动结构和纵向传动结构；所述横向传动结构包括对称设置在机器人(1)两侧的两个升降机构(5)，两个所述升降机构(5)的底端均设置有横向传动轮组；所述横向传动轮组包括不少于两个与空中轨道配合连接的横向传动轮(6)；所述纵向传动结构包括对称设置在机器人(1)两侧的两个纵向传动轮组；所述纵向传动轮组包括不少于两个与空中轨道配合连接的纵向传动轮(7)；所述纵向传动轮组和横向传动轮组间隔设置在机器人(1)底端的四周。

5.根据权利要求1所述的自动拔枪的汽车充电机器人，其特征在于，所述拔枪结构包括设置在充电枪(3)的充电头(12)靠近连续型机械臂(2)的一端的伸缩组件；所述伸缩组件包括设置在充电枪(3)中容纳充电头(12)的伸缩空间(8)，所述伸缩空间(8)内设置有平行于充电头(12)的电动伸缩杆(9)，所述电动伸缩杆(9)的一端与充电头(12)固定连接；所述电动伸缩杆(9)的另一端与伸缩空间(8)的侧壁固定连接。

6.根据权利要求1所述的自动拔枪的汽车充电机器人，其特征在于，所述拔枪结构包括与充电枪(3)的充电头(12)平行设置的电动伸缩抵杆(4)；所述电动伸缩抵杆(4)大于等于两个，若干所述电动伸缩抵杆(4)均匀间隔设置在充电头(12)的两侧。

7.根据权利要求1所述的自动拔枪的汽车充电机器人，其特征在于，所述机器人(1)的底端还设置有为汽车充电的电源插头；所述电源插头与机器人(1)内部的汽车充电模块电连接，所述充电枪(3)与汽车充电模块电连接。

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